(57)【要約】【課題】  簡単で安価な構成で、駆動力を伝達する駆動伝達部材によって生ずる回転速度変動を抑制して回転を安定化することができる回転安定装置。【解決手段】  回転体と、前記回転体の回転軸に設けられ前記回転体を駆動する駆動力を伝達する駆動伝達部材と、前記駆動伝達部材に直接取り付けられる慣性部材と、を有し、前記駆動伝達部材に前記慣性部材を取り付けるための複数の取付部を前記駆動伝達部材と一体に設けたこと。【選択図】        図３
2005265003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、
前記回転体の回転軸に設けられ前記回転体を駆動する駆動力を伝達する駆動伝達部材と、
前記駆動伝達部材に直接取り付けられる慣性部材と、を有し、
前記駆動伝達部材に前記慣性部材を取り付けるための複数の取付部を前記駆動伝達部材と一体に設けたことを特徴とする回転安定装置。
【請求項２】
前記駆動伝達部材の回転により発生する振動を、前記駆動伝達部材の振動と略同一の振動数で回転する前記取付部及び前記慣性部材の振動により減衰することを特徴とする請求項１に記載の回転安定装置。
【請求項３】
前記取付部は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転安定装置。
【請求項４】
前記取付部は、前記駆動伝達部材と一体成型されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転安定装置。
【請求項５】
前記駆動伝達部材は、歯車若しくはベルトプーリであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の回転安定装置。
【請求項６】
前記駆動伝達部材の一方の面若しくは両方の面における、前記駆動伝達部材の回転中心を中心とした円上に少なくとも３個の取付部を等分に配置し、該取付部に前記慣性部材を取り付けたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の回転安定装置。
【請求項７】
同心の複数の前記円上に少なくとも３個の取付部を等分に配置し、同一の前記円上の取付部に前記慣性部材を取り付けたことを特徴とする請求項６に記載の回転安定装置。
【請求項８】
異なる太さの取付部を同一の前記円上若しくは異なる前記円上に配置し、同一の前記円上にあって同一の太さの取付部に前記慣性部材を取り付けたことを特徴とする請求項７に記載の回転安定装置。
【請求項９】
異なる長さの取付部を同一の前記円上若しくは異なる前記円上に配置し、同一の前記円上にあって同一の太さで且つ同一の長さの取付部に前記慣性部材を取り付けたことを特徴とする請求項８に記載の回転安定装置。
【請求項１０】
同一の前記取付部に対して前記慣性部材の取り付け高さを可変としたことを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の回転安定装置。
【請求項１１】
前記取付部の外周面に粘弾性部材を挿着したことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の回転安定装置。
【請求項１２】
前記回転体は、画像を担持する感光体ドラム若しくは原稿を読み取る光学系を移動させる読取プーリであることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の回転安定装置。
【請求項１３】
前記駆動伝達部材の両方の面に複数の前記取付部を配置したとき、両方の面の前記取付部の位置を互いに異ならせて、肉抜きを行ったことを特徴とする請求項６〜１２の何れか１項に記載の回転安定装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載の回転安定装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を担持する感光体ドラム若しくは原稿を読み取る光学系を移動させる読取プーリ等の回転変動を抑止し、回転を安定化させる回転安定装置、及び該回転安定装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、様々な技術分野において回転装置の安定化が望まれている。例えば、複写機の如き画像形成装置に用いられ画像を担持する感光体ドラムは、歯車等によって回転駆動される。このとき、歯車の１歯成分の振動が感光体ドラムに伝達され、感光体ドラムに回転変動が生ずると画像が一様に形成されず、画質が低下する恐れがある。
【０００３】
このような回転変動を防止するために、歯車と同軸に円盤状の慣性部材を設けることが従来より知られており、各種の特許文献が開示されている。
【０００４】
この一例として、粘性及び弾性を有するグロメット（粘弾性部材）を介して回転する回転部材と慣性部材と結合した回転安定装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この回転安定装置を図７に基づいて説明すると、不図示の感光体ドラムがドラム軸９２の左方に一体的に回転するように取り付けられており、ドラム軸９２の右方には不図示のモータによって回転する歯車９３及びフライホール９５が一体的に回転するように取り付けられている。そして、フライホール９５に慣性部材９６がグロメット９７、フランジを有する円筒状のスリーブ９８及びボルト９９を介して連結されている。このように構成して、歯車９３、フライホール９５及びドラム軸９２の固有振動数に慣性部材９６及びグロメット９７の固有振動数を近づけることにより、歯車９３等の振動を減衰できるというものである。
【０００６】
また、粘性及び弾性を有する粘弾性部材を介して回転する回転部材と慣性部材とを着脱自在に結合すると共に、前記粘弾性部材の取り付け位置が複数の位置から任意に選択可能である回転安定装置が開示されている（特許文献２参照）。
【０００７】
更に、回転体である感光ドラムの外周に慣性モーメントを有するリング状の慣性体（慣性部材）が弾性体を介して取り付けられている回転駆動装置が開示されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−５０２４９号公報
【特許文献２】特開２００２−５２３７号公報
【特許文献３】特開２００１−１８８４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の如く感光体ドラム等の振動を安定化させることは重要であるが、回転安定装置を画像形成装置に装着して製品化することを考慮すると、原価高にならないことも非常に重要である。この観点で前述の各特許文献を考察すると原価高にならざるを得ない。即ち、特許文献１においては、慣性部材を取り付けるために、粘性及び弾性を有する材料から形成されたグロメット、スリーブ及びねじを必要とする。また、特許文献２においては、慣性部材を取り付けるために、円盤状に絞り成形された回転部材、及び粘性及び弾性を有する材料から形成されつば部を有する結合部材を必要とする。更に、特許文献３においては、慣性部材を取り付けるために、リング状の弾性体を必要とする。
【０００９】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、駆動力を伝達する駆動伝達部材によって生ずる回転速度変動を抑制して回転を安定化すると共に、従来技術の如くグロメットのような粘弾性部材等を別個に設けることなく、簡単で安価に構成した回転安定装置及び該回転安定装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
回転体と、前記回転体の回転軸に設けられ前記回転体を駆動する駆動力を伝達する駆動伝達部材と、前記駆動伝達部材に直接取り付けられる慣性部材と、を有し、前記駆動伝達部材に前記慣性部材を取り付けるための複数の取付部を前記駆動伝達部材と一体に設けたことを特徴とする回転安定装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の回転安定装置及び該回転安定装置を備えた画像形成装置によれば、従来技術の如くグロメットのような粘弾性部材等を別個に設けることなく、駆動伝達部材と一体に設けた取付部に慣性部材を取り付けたので、簡単で安価な構成で、駆動力を伝達する駆動伝達部材によって生ずる回転速度変動を抑制して回転を安定化することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の回転安定装置に係わる実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
先ず、本発明の回転安定装置を備えた画像形成装置の一例を図１の構成図を参照して説明する。
【００１４】
本画像形成装置は、本体の上部に自動原稿送り装置１を有し、本体は、画像読み取り手段２、画像書き込み手段５３、画像形成手段３、給紙手段５、排紙再給紙手段６及び定着手段７等から構成されている。
【００１５】
自動原稿送り装置１は、原稿載置台１１に載置された原稿を原稿分離手段１２によって一枚ずつ原稿搬送手段１３に送り出し、原稿搬送手段１３は送られた原稿を原稿排紙手段１４に搬送し、原稿排紙手段１４は送られた原稿を原稿排紙台１５に排紙する。原稿画像は原稿搬送路に設けられた、画像読み取り手段２の原稿画像読み取り位置であるスリット２１にて読み取りがなされる。
【００１６】
原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段１６によって、第１面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段１３に送り出されることにより第２面の読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台１５に排紙される。
【００１７】
画像読み取り手段２は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット２１の位置にて、ランプ２３１により光照射された原稿画像を第１ミラーユニット２３、第２ミラーユニット２４及び結像レンズ２５によりライン状のＣＣＤである撮像素子２６に結像させている。撮像素子２６から出力された信号は、制御手段Ｃ１の画像処理部においてＡ／Ｄ変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされてメモリＭ１に画像データとしてストアされる。
【００１８】
画像書き込み手段５１は、メモリＭ１から呼び出されて所定の画像処理が施された画像データに基づき、レーザビームとポリゴンミラーとにより、帯電手段５２によって一様帯電されて回転している感光体ドラム３１の表面を走査して、感光体ドラム３１の面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。
【００１９】
画像形成手段３においては、前記静電潜像は現像手段５３により反転現像されて、トナー画像が感光体ドラム３１上に形成される。
【００２０】
上述の動作に対応して、手差し給紙手段６５、又は記録材である用紙Ｐを収容するカセットやトレイを有する給紙手段５からは用紙Ｐが給送され、搬送ローラ５４により搬送されタイミングローラ５９によって感光体ドラム上に形成された前記トナー画像との位置合わせのための同期が取られて転写領域に送り出される。
【００２１】
転写領域において、感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー画像は、転写手段５５により反対極性に帯電された用紙Ｐに転写される。
【００２２】
トナー画像を担持した用紙Ｐは、分離除電手段５６の作用により、感光体ドラム３１の表面から分離し、定着手段７に送られる。
【００２３】
定着手段７において、トナー画像を担持した用紙Ｐは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２により加熱加圧を受けながら搬送され、トナー画像が用紙Ｐに定着された後、搬送ローラ６１、排出ローラ６３によって機外の排紙台６４に排出される。
【００２４】
なお、用紙Ｐを表裏反転して排紙台６４に排出する場合には、切換ガイド６２により、用紙Ｐを排紙再給紙手段６に導き、用紙Ｐをスイッチバックさせて排出ローラ６３に送る。
【００２５】
また、用紙Ｐの両面に画像形成をする場合には、第１面の定着を終えた用紙Ｐを、切換ガイド６２により排紙再給紙手段６に導き、反転部６５にて反転させた後、給紙のための搬送路６６に送り出し、第２面の画像形成に供する。
【００２６】
一方、用紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた感光体ドラム３１の表面は、クリーニング手段５７により残留トナーが除去されて、次なる画像形成に向けての準備がなされる。
【００２７】
以上の如き画像形成装置において、感光体ドラム３１は不図示のモータによって複数の歯車を介して駆動される。このとき、歯車による振動が感光体ドラム３１に伝達され、回転速度変動が生ずる恐れがある。このいうな回転速度変動を抑制して回転を安定化すると共に、安価に構成した回転安定装置を以下に説明する。
【００２８】
図２は回転安定装置の側面図、図３は回転安定装置の分解斜視図である。
【００２９】
図２において、３１は前述の感光体ドラム（回転体）であり、感光体ドラム３１の回転軸３１ａに歯車４１（駆動伝達部材）が取り付けられている。歯車４１には不図示のモータの回転駆動力が複数の中間歯車４３を介して伝達される。従って、歯車４１の回転によって感光体ドラム３１が回転する。
【００３０】
歯車４１はポリアセタールやポリカーボネート等のエンジニアリング・プラスチックにより成型されていて、その側面には図３に示す如く複数の取付部４２が一体成型により立設している。そして、鉄、アルミニュウム、真鍮等の金属より円盤状に形成された慣性部材４４が所定の取付部４２に取り付けられている。
【００３１】
複数の取付部４２は歯車４１の回転中心を中心にして設けた円上に配置されていると共に、回転中心からの距離が異なった同心の複数の円上に配置されている。なお、図２においては複数の取付部４２を二重の円上に配置したが、三重以上の円上に配置してもよいし、場合によっては一つだけの円上に配置してもよい。また、複数の取付部４２は太さが異なるものもあり、更に高さが異なるものもある。
【００３２】
しかし、任意の円上には同一の太さで同一の高さの取付部４２が少なくとも３本配置されていて、同一の円上に配置した同一の太さで同一の高さの取付部４２に慣性部材４４を取り付ける。なお、同一の円上に同一の太さで同一の高さの取付部４２を４本以上配置してもよいが、一様な慣性モーメントを得るために各取付部４２を同一の円上で等分した位置に配置することが望ましい。
【００３３】
図３においては、内側の円４１ａ上には最も太い取付部４２ａが各１２０度の間隔で等分に３本配置され、その外側の円４１ｂ上には取付部４２ａより少し細い取付部４２ｂが等分に３本配置されている。取付部４２ａに対して６０度ずれた位置で外側の円４１ｂ上には取付部４２ｂより更に細く長さも短い取付部４２ｃが等分に３本配置され、その内側の円４１ａ上には取付部４２ｃより更に細く取付部４２ｃと同じ長さの取付部４２ｄが等分に３本配置されている。従って、図３においては、４種の取付部４２を３本ずつ選択することができる。
【００３４】
そして、所定の取付部４２に適切な慣性部材４４を取り付けるとき、他の取付部４２が慣性部材４４に接触しないように、他の取付部４２に対向する慣性部材４４の部所には大きめの孔を設ける。
【００３５】
図３においては、慣性部材４４を取付部４２ｂに取り付けるものとし、取付部４２ｂに対向する慣性部材４４の部所には取付部４２ｂに嵌合する孔４４ｂを穿孔してある。そして、孔４４ｂを取付部４２ｂにはめ込み、その上から図２に示す如く菊座金（孔の周囲に凹凸のあるバネ座金）４５をはめ込んで抜け止めを行い、取付部４２ｂと慣性部材４４を一体化する。なお、各取付部４２はテーパーに形成されているので、慣性部材４４に設けた孔の径によって高さ方向の位置が定まる。また、取付部４１ａ，４２ｃ，４２ｄに対向する慣性部材４４の部所には各取付部４２に当接することのない大きめの４４ａ，４４ｃ，４４ｄ孔が穿設されている。
【００３６】
また、同じ取付部４２に対しても慣性部材４４におけるはめ込む孔の径を変更することによって、取付部４２の高さ方向に異なる位置に取り付けることができる。
【００３７】
以上により、慣性部材４４を取り付ける取付部４２として、歯車４１の回転中心からの距離が異なったり、太さが異なったりした取付部４２から選択でき、且つ慣性部材４４の取り付け高さも選択できる。
【００３８】
このようにして、回転して歯の噛み合いによって振動する歯車４１の振動数に、取付部４２と慣性部材４４とを一体化したときの固有振動数が略合致するように、予め実験等で適切な取付部４２を選択しておいて、該取付部４２に対応した慣性部材４４を取付部４２に取り付ける。このように互いの振動数を略合致させることにより、共振を抑えるダイナミックダンパ効果が生ずる。即ち、取付部４２はプラスチックにより形成されているので、ある程度の粘性及び弾性を有しており、歯車４１の振動は取付部４２が変形することによって熱に変換され、減衰することになる。従って、簡単で安価な構成で歯車４１の回転変動を抑止して、回転を安定化させることができる。
【００３９】
なお、慣性部材４４を取り付ける取付部４２の位置を歯車４１の回転中心から遠くすると、固有振動数は増加し、取付部４２の太さを太くすると、固有振動数は増加し、取付部４２の取り付け高さを高くすると、固有振動数は低減する。
【００４０】
また、慣性部材４４と取付部４２とにより形成される固有振動数は、歯車４１の一歯分の振動数を中心として±１０％以内の帯域に設定されていることが望ましい。
【００４１】
なお、図３においては、歯車４１の回転中心からの距離、太さ及び高さが異なった種々の取付部４２を歯車４１に立設しているが、場合によっては歯車４１の回転中心からの距離のみを異ならせ、太さ及び長さについては同一の取付部４２を立設してもよい。更に、予め実験を積み重ねた結果、取付部４２における適切な歯車４１の回転中心からの距離、太さ及び高さを掌握することができたならば、一つの円上に所定の太さ、高さの取付部４２のみを３本以上配置するだけでもよい。
【００４２】
その他に、慣性部材４４の外径や厚みによっても固有振動数は変化するので、外径や厚みの異なる慣性部材４４を複数個設けておいて、同じ取付部４２に適宜取り付けるようにしてもよい。
【００４３】
また、以上の如く説明した回転安定装置においては、歯車４１の一方の面に一つの慣性部材４４を設けたが、歯車４１の両方の面に各々慣性部材４４を設けるようにしてもよい。このように構成した回転安定装置を図４乃至図６に示す。
【００４４】
図４は回転安定装置の側面図であり、感光体ドラム３１及び慣性部材４４は図２に示したものと同様であるが、歯車４６のみが異なる。即ち、歯車４６の両方の面に取付部４７が設けられていて、各々慣性部材４４を取り付けることができる。
【００４５】
従って、両方の側の取付部４７において、歯車４６の中心からの距離が異なったり、太さが異なったり、取り付け高さが異なったりして、慣性部材４４を両方の側で各々異なった取付部４７に取り付けると、二つの固有振動数を有することになり、歯車４６の回転数を変化させたときにも、二つの異なる回転数による振動にも対応することができる。
【００４６】
また、慣性部材４４を歯車の片面に取り付けた場合も両面に取り付けた場合でもよいが、取付部４７に筒状の粘弾性部材を挿着すると、固有振動数の選択幅がより広がることになる。ここで、弾性とは加えた加重を取り去って応力をなくすと歪みもなくなって、元の形に戻る性質をいい、粘性とは流体の一つの層を他の層に対して相対的に運動させたときに付着力と凝集力の結果として、その境界面に沿って内部摩擦を生じ流れに抵抗する性質をいい、粘弾性部材の材料として天然ゴムや合成ゴムを用いる。
【００４７】
なお、歯車４６と取付部４７は一体成型するので、肉厚部分があるとひけ等が生じて歯車の加工精度が悪化する。そこで、全体の肉厚が略均一になるように逃げ部を設けることが望ましく、この逃げ部を両面に設けた歯車４６を図５及び図６に示す。図５は歯車４６の正面図、図６は歯車４６の断面図である。
【００４８】
図５において、一方の面に設けた取付部４７と他方の面に設けた取付部４７とは互いに３０度の角度でずれている。従って、双方の取付部４７に干渉しないように、図６の如く両方の面に逃げ部４６ａを設ける。
【００４９】
さて、以上の如く説明した回転安定装置においては、駆動伝達部材としての歯車に取付部を設けたが必ずしも歯車に限定されるものではなく、歯付きベルトを回転させるベルトプーリーであってもよい。
【００５０】
更に、以上の回転安定装置においては、回転体としての感光体ドラム３１を対象にして回転を安定化させたが、本発明は必ずしも感光体ドラム３１のみを対象にするものではない。例えば、図１において原稿を読み取る光学系の一部である第２ミラーユニット２４をワイヤー等で移動させるが、このワイヤーを回転させる読取プーリーも安定して回転させる必要があり、上記回転安定装置を読取プーリーに適応させてもよい。
【００５１】
その他に、画像形成装置であっても他の装置であっても回転速度変動を抑えて回転を安定化させたい装置の部材なら、どのような部材を対象にしても本発明の範疇に入るものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】画像形成装置の一例を図１の構成図である。
【図２】回転安定装置の側面図である。
【図３】回転安定装置の分解斜視図である。
【図４】歯車の両方の面に慣性部材を取り付けた回転安定装置の側面図である。
【図５】逃げ部を設けた歯車の正面図
【図６】逃げ部を設けた歯車の断面図である。
【図７】特許文献１における回転安定装置の側面図である。
【符号の説明】
【００５３】
３１  感光体ドラム
４１，４６  歯車
４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４７  取付部
４４  慣性部材
４５  菊座金
【図１】
2005265003.tif 000003
【図２】
2005265003.tif 000004
【図３】
2005265003.tif 000005
【図４】
2005265003.tif 000006
【図５】
2005265003.tif 000007
【図６】
2005265003.tif 000008
【図７】
2005265003.tif 000009